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細胞核の形態操作と核への力学刺激負荷による細胞機能制御の試み

研究課題

研究課題/領域番号 22650104
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

長山 和亮  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10359763)

研究分担者 松本 健郎  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30209639)
研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,290千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2010年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードバイオメカニクス / 生物・生体工学 / メカノトランスダクション / 細胞骨格 / 細胞分裂 / 微細加工技術 / 力学特性 / 細胞の力学応答
研究概要

本研究では,細胞が自身の機能を大きく変化させる分化・脱分化の過程に注目し,細胞核の3次元形態や核に加わる力を見積もる手法の確立,ならびに,細胞核の力学場を操作する手法の確立を目指した.骨芽前駆細胞の骨分化過程において,細胞の石灰化に先んじて,ストレスファイバ型のアクチン細胞骨格が,細胞周辺に局在化するデンスペリフェラルバンド型へ移行し,核の高さの増加・投影面積の減少が見られることがわかった.細胞内にて核に加わるカの変化が,骨芽細胞の分化に影響する可能性が示唆された.また,細胞核に直接的な力や変形を加えるツールとして,外部磁場で自由に変形が可能な,磁気駆動式のマイクロピラーアレイ基板を開発し,細胞核への力学刺激負荷系の構築に成功した.

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (24件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Strain waveform dependence of stress fiber reorientation in cyclically stretched osteoblastic cells : Effects of viscoelastic compression of stress fibers2012

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Kimura Y, Makino N, Matsumoto T
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology, Cell Physiology

      巻: 302

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Changes of Traction Force at Focal Adhesions during Macroscopic Cell Stretching Using an Elastic Micropillar Substrate : Tensional homeostasis of aortic smooth muscle cells2012

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Adachi A, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 7 ページ: 130-140

    • NAID

      130002066897

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensile properties ofvascular smooth muscle cells : bridging vascular and cellular biomechanics2012

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Nagayama K
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain waveform dependence of stress fiber reorientation in cyclically stretched osteoblastic cells : Effects of viscoelastic compression of stress fibers2012

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology, Cell Physiology

      巻: (印刷中) 号: 10 ページ: C1469-C1478

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00155.2011

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensile properties of vascular smooth muscle cells: Bridging vascular and cellular biomechanics (Review)2012

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 雑誌名

      J Biomechanics

      巻: 45 号: 5 ページ: 745-755

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2011.11.014

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress fibers stabilize the position of intranuclear DNA through mechanical connection with the nucleus in vascular smooth muscle cells2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Yahiro Y, Matsumoto T
    • 雑誌名

      FEBS Letters

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous Response of Traction Force at Focal Adhesions of Vascular Smooth Muscle Cells Subjected to Macroscopic Stretch on a Micropillar Substrate2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Adachi A, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 44 ページ: 2699-2705

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Change in Morphology and Traction Forces at Focal Adhesions in Cultured Vascular Smooth Muscle Cells during Contraction2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Bioen2ineerin

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heartbeat regulates cardiogenesis by suppressing retinoic acid signaling via expression of miR 1432011

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka K, Kida Y, Banjo T, Ueki Y, Nagayama I Matsumoto T, Sato M, Ogura T
    • 雑誌名

      Mechanisms of Development

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 機械工学年鑑/4.バイオエンジニアリング/4. 2. 1細胞のバイオメカニクス2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 106 ページ: 575-575

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] In situ observation of nuclear behavior during laser nanodissection of actin stress fibers : mechanical interaction between actin stress fibers and nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Yahiro Y, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2011 Summer Bioengineering Conference

      巻: (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress fibers stabilize the position of intranuclear DNA through mechanical connection with the nucleus in vascular smooth muscle cells2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 585(24) 号: 24 ページ: 3992-3997

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2011.11.006

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Change in Morphology and Traction Forces at Focal Adhesions in Cultured Vascular Smooth Muscle Cells during Contraction2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Bioengineering

      巻: 4(3) 号: 3 ページ: 348-357

    • DOI

      10.1007/s12195-011-0166-y

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heart beat regulates cardiogenesis by suppressing retinoic acid signaling via expression of miR-1432011

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka K
    • 雑誌名

      Mechanisms of Development

      巻: 128 ページ: 18-28

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Single Stress Fiber Stiffness in Cultured Aortic Smooth Muscle Cells under Relaxed and Contracted States : Its Relation to Dynamic Rearrangement of Stress Fibers2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 43 ページ: 1443-1449

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Single Stress Fiber Stiffness in Cultured Aortic Smooth Muscle Cells under Relaxed and Contracted States2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      J Biomech

      巻: 43 ページ: 1443-1449

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanics of wrinkle formation : Micromechanical analysis of skin deformation during wrinkle formation in UV-irradiated mice2010

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 雑誌名

      Skin Res Technol

      巻: 16 ページ: 179-189

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ストレスファイバと細泡核の機械的結合による核内DNA安定化の可能性2012

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第24回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      豊中
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ストレスファイバと細胞核の機械的結合による核内DNA安定化の可能性2012

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第24回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      豊中,大阪
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 骨芽細胞様細胞の石灰化に伴う細胞核のひずみ及び内部構造の変化に関する基礎研究2011

    • 著者名/発表者名
      児玉文基
    • 学会等名
      日本機械学会東海学生会第42回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学,豊橋
    • 年月日
      2011-03-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞内のアクチンストレスファイバと核の機械的相互作用に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第20回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-03-05
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] On the roles of actin stress fibers on mechanical stabilization of the nucleus and intracellular DNA2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The 5th Shanghai International Conference on Biophysics and Molecular Biology
    • 発表場所
      ShanghaiHangzhou, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamic behavior of nucleus and intranuclear DNA induced with laser nanodissection of stress fibers in vascular smooth muscle cells2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      日本生物理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] In situ observation of nuclear behavior during laser nano-dissection of actin stress fibers : Mechanical interaction between actin stress fibers and nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      ASME 2011 Summer Bioengineering Conference
    • 発表場所
      Farmington, PA, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 細胞の力学応答解析ツールとして¢磁気駆動式マイクロピラーデバイスの開発2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本AEM学会第23回「電磁力関連のダイナミクス]シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] アクチンストレスファイバのレーザ切断に伴う細泡核の変形挙動観察2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] In situ observation of dynamic deformation of nucleus induced with laser nanodissection of stress fibers : Mechanical interaction between stress fibers and nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
    • 発表場所
      Westin Awaji Island, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 磁気駆動式マイクロピラーデバイスを用いた細包焦点接着部位への力学刺激負荷2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第23回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      熊本
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] On the roles of actin stress fibers on mechanical stabilization of the nucleus and intracellular DNA2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The 5th Shanghai International Conference on Biophysics and Molecular Biology
    • 発表場所
      Shanghai-Hangzhou, China(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 磁気駆動式マイクロピラーを用いた焦点接着斑への直接ひずみ負荷と細胞力学応答の解析2011

    • 著者名/発表者名
      井上卓哉
    • 学会等名
      第22回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      津,三重
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic behavior of nucleus and intranuclear DNA induced with laser nano-dissection of stress fibers in vascular smooth muscle cells2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 血管平滑筋細胞内ストレスファイバの配向再現性に関する研究(中間径フィラメントとストレスファイバの相互作用の検討)2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤聡俊
    • 学会等名
      日本機械学会2011年度年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の力学応答解析ツールとしての磁気駆動式マイクロピラーデバイスの開発2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本AEM学会第23回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋,愛知
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アクチンストレスファイバのレーザ切断に伴う細胞核の変形挙動観察2011

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] In situ observation of dynamic deformation of nucleus induced with laser nano-dissection of stress fibers : Mechanical interaction between stress fibers and nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
    • 発表場所
      Westin Awaji Island, Japan
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 培養血管平滑筋細泡の巨視的引張負荷・除荷に伴う細胞勾張力変化のその場計測2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本磯械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Strain waveform dependcnce of stress fiber reorientation in cyclically stretched osteoblast-like cells : Possible effects of viscoelastic compression of stress fibers during stretch cycle2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The Sixth World Congress of Biomechanics
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 焦点接着剖立への独立した力学束1轍負荷を目指した磁気駆動式マイクロピラーデバイスの開発2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第49回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Strain waveform dependence of stress fiber reorientation in cyclically stretched osteoblast-like cells2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      The Sixth World Congress of Biomechanics
    • 発表場所
      Singapore(招待講演)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 焦点接着部位への独立した力学刺激負荷を目指した磁気駆動式マイクロピラーデバイスの開発2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      第49回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター,大阪(招待講演)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 培養血管平滑筋細胞の巨視的引張負荷・除荷に伴う細胞内張力変化のその場計測2010

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学, 名古屋
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://biomech.web.nitech.ac.jp/top.html

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://biomech.web.nitech.ac.jp/top.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://researcher.nitech.ac.jp/html/307_ja.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://biomech.web.nitech.ac.jp/top.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 変形可能な微小構造体の製造方法2010

    • 発明者名
      長山和亮,浜田保弘,松本健郎
    • 権利者名
      長山和亮,浜田保弘,松本健郎
    • 産業財産権番号
      2010-003205
    • 出願年月日
      2010-01-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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